實驗三、化學反應熱的測定
Q ：為何使用兩個保麗龍杯？有沒有其他取代的方式？ A ：利用兩個保麗龍杯使系統的隔熱性較佳。如果沒有保麗龍杯，使用保溫杯 效果會更好。 Q ：酸鹼中和反應，應該測量最高或最低溫做為平衡溫度？ A ：酸鹼中和為放熱反應，應該測量系統的最高溫做為平衡溫度。 Q ：為何每次更換時均須將兩個保麗龍杯沖洗並擦乾？ A ：為了避免前次實驗殘留於杯中的熱量影響下一次的測定。 Q ：硝酸鉀溶於水中，應該測量最高或最低溫做為平衡溫度？ A ：硝酸鉀溶於水中為吸熱反應，應該測量系統的最低溫做為平衡溫度。 一、單選題： ( Ｃ ) 1. 有一暖暖包內含 100 毫升的水，暖暖包中另有一塑膠袋子，內裝有 40克氯化鈣。使用時稍為用力敲打暖暖包，使其中之塑膠袋破裂， 讓水與氯化鈣混合。已知氯化鈣的溶解熱為－ 82.8 kJ/mol ，而水的比 熱為 4.20 J ． g－ 1 ． K－ 1 。假設氯化鈣的比熱甚小可以忽略，而氯化鈣溶解所釋 出的熱量，完全由 100 毫升的水所吸收。若在阿里山上，取出 一個5 ℃的暖暖包打開使用，試問該暖暖包的溫度最高可升到幾 ？℃ (A) 36 (B) 51 (C) 76 (D) 91 【 91. 指考】 ( Ｃ ) 2. 液態水的莫耳生成熱為－ 285.8 kJ 。 2 莫耳液態過氧化氫分解成氧氣與液態水時放出 196.4 kJ 能量。下列敘述何者不正確？ 【 86. 日大】 (A) 當 1 克液態過氧化氫分解成氧氣和液態水時，可放出2.89 kJ能量 (B) 液態過氧化氫的莫耳生成熱為－ 187.6 kJ (C) 當 2 莫耳氫完全燃燒時，可放出 285.8 kJ 能量 (D) 液態過氧化氫分解為水及氧氣的熱化學方程式中的 ΔH 應為負值化學反應熱的測定-1-( Ｃ ) 3. 在 25 ℃ 、 1 atm 下，已知下列各熱化學方程式： (1) H2O(l) ─→ H2O(g) ΔH ＝＋ 44 kJ (2) 2 H2(g)＋O2(g) ─→ 2 H2O(l) ΔH ＝－ 572 kJ (3) C(s)＋2 H2(g) ─→ CH4(g) ΔH ＝－ 75 kJ (4) C(s)＋O2(g) ─→ CO2(g) ΔH ＝－ 394 kJ 則在該溫度及壓力下，將 1 莫耳甲烷完全氧化，生成水蒸氣和二氧化碳的反應熱 （ ΔH ）為多少kJ？ 【 87. 日大】 (A) － 561 (B) － 605 (C) － 803 (D) － 891 ( Ｃ ) 4. 在標準狀況下，已知 CO2之標準莫耳生成熱為－ 393.6 kJ ，且已知： 3 C(s) ＋2 Fe2O3(s) ─→ 4 Fe(s)＋ 3 CO2(g) ΔH ＝ 463.6 kJ 。試問 Fe2O3 之標準莫耳生 成熱應為多少kJ？ 【 93. 指考】 (A) 70 (B) －70 (C) － 822.2 (D) － 857.2 (E) －1644.4 ( Ｄ ) 5. 已知一定質量的無水乙醇（ C2H5OH ）完全燃燒時，放出的熱量為 Q ，而其所產生的 CO2用過量的澄清石灰水完全吸收，可得0.10莫耳的CaCO3沉澱。若 1.0 莫耳無水乙 醇完全燃燒時，放出的熱量最接近下列哪一選項？ (A) Q (B) 5 Q (C) 10 Q (D) 20 Q (E) 50 Q 【101.學測】 二、多選題： ( ＣＥ ) 1. 已知氮氣與氧氣反應生成二氧化氮的平衡反應式如下： N2(g)＋2 O2(g) ─→ 2 NO2(g) ΔH ＝ 68 kJ 下列有關此一反應的敘述，哪些正確？ 【103. 學測】 (A) 此反應為一放熱反應 (B) 二氧化氮的莫耳生成熱為 68 kJ (C) 此反應式符合質量守恆定律 (D) 此反應中氮氣扮演氧化劑的角色 (E) 二氧化氮溶於水後，可使藍色石蕊試紙變成紅色
化學反應熱的測定-2-〔解析〕 1. CaCl2 ＝40.1 ＋ 35.5×2 ＝ 111.1 ， ×82.8×103＝ 4.2×100×(x － 5) ， x ＝ 76。 2. (1) H2(g)＋ O2(g)→H2O(l) ΔH＝－ 285.8 kJ (2) 2 H2O(l)→2 H2O(l)＋O2 ΔH＝－ 196.4 kJ (A) H2O2 分子量＝ 34，＝ 2.89 kJ/g (B) 由 (1) 式×2－ (2) 式得 2 H2(g)＋ 2 O2(g)→2 H2O2(l) ΔH＝ 375.2 H2(g) ＋O2(g)→H2O2(l) ΔH＝－ 187.6 kJ (C) 2 mol H2燃燒，放熱 285.8×2 ＝ 571.6kJ 3. (1)H2O(l)→H2O(g) ΔH ＝＋ 44 kJ (2) 2 H2(g)＋ O2(g)→2 H2O(l) ΔH ＝－ 572 kJ (3) C(s)＋ 2 H2(g)→CH4(g) ΔH ＝－ 75 kJ (4) 式 C(s) ＋ O2(g)→CO2(g) ΔH ＝－ 394 kJ ∴－ (3) 式 CH4(g) → C(s)＋ 2 H2(g) ΔH ＝＋ 75 kJ (4) 式 C(s) ＋ O2(g) → CO2(g) ΔH ＝－ 394 kJ (2) 式 2 H2(g) ＋ O2(g)→2 H2O(l) ΔH ＝－ 572 kJ 2×(1) 式 2 H2O(l) → 2 H2O(g) ΔH ＝＋ 44×2＝88 kJ 由－ (3) 式＋ (4) 式＋ (2) 式＋ 2×(1) 式 得 CH4(g) ＋ 2 O2(g)→CO2(g) ＋ 2 H2O(g) ΔH ＝ 75－ 394 － 572 ＋ 88＝－ 803 kJ 4. 依題意 (1) 式＝ C(s) ＋ O2(g) → CO2(g) ΔH1＝－ 393.6 kJ (2) 式＝ 3 C(s)＋ 2 Fe2O3(s)→4 Fe(s) ＋ 3 CO2(g) ΔH2＝ 463.6 kJ 求 (3) 式 2 Fe2(s)＋ O2(g)＝ Fe2O3(s) ΔH3＝？ 由 (1)×3 倍－ (3) 式×2倍可得 (2) 式 ∴ 3ΔH1－2ΔH3＝ ΔH2 3×( － 393.6 ) －2ΔH3＝ 463.6 ΔH3＝－ 822.2 kJ
